16. Listrik Statis

LISTRIK DAN MAGNET

LISTRIK STATIS1. Energi yang tersimpan pada suatu kapasitor keping sejajar 8x10-4 joule. Jika

kapasitas kapasitor 0,04 . Beda potensial antara kedua keping … voltA. 20 B. 10 C. 10 D. 5 E. 2 Jawab : A

2. Q menyatakan muatan listrik, r adalah jarak. Maka perbandingan gaya coulomb yang terjadi antara 1 dan 2 adalah …

No Q1 (C) Q2 (C) r(m)1 5 10 42 10 5 2

A. 1 : 4 B. 1 : 2 C. 3 : 4 D. 2 : 3 E. 4 : 1 Jawab : A

3. Tabel dibawah ini menunjukkan beberapa kapasitor C, luas penampang keping A dengan jarak antara dua keping d menurut data pada tabel, maka perbandingan antara C1, C2 dan C3 adalah …

C A(cm2) d(mm)C1 2 6 UdaraC2 4 4 UdaraC3 6 2 Udara

A. 1 : 2 : 3 B. 1 : 3 : 9 C. 2 : 3 : 6 D. 3 : 1 : 6 E. 6 : 2 : 1Jawab : B

C A(cm2) d(mm)C1 2 6 UdaraC2 4 4 UdaraC3 6 2 Udara

4. Dari table dibawah ini yang gaya Coulomb terbesar adalahNo Q1© Q2© r(m) A. (1)

B. (2)C. (3)D. (4)E. (5)

1 10 50 22 20 40 23 30 30 0.24 40 20 0.25 50 10 0.2

Jawab : C

==========================================Soal dan Pembahasan Fisika

296

LISTRIK DAN MAGNET

Gunakan rumus

No Q1© Q2© r(m) F(N)1 10 50 2 1252 20 40 2 3003 30 30 0.2 22504 40 20 0.2 20005 50 10 0.2 1250

5. Dua buah titik muatan +q1 dan +q2 terpisah sejauh 1 meter. Agar kuat medan listrik pada titik P yang berjarak 1/3 meter dari +q1 sama dengan nol, maka perbandingan +q1 dan +q2 adalah A. 1 : 2 B. 1 : 3 C. 1 : 4 D. 1 : 9 E. 2 : 3 Jawab : C

6. Bola konduktor bermuatan listrik berjari-jari R seperti pada gambar dibawah ini. Titik yang mempunyai kuat medan sama dengan nol adalah :

A. KB. LC. MD. NE. O

Jawab : A

7. Tabel dibawah ini menunjukkan besaran pada kapasitor plat sejajar. Kapasitor yang memiliki kapasitas terbesar ialah

Kapasitor K A D A. (1)B. (2)C. (3)D. (4)E. (5)

1 K A D2 2K 2A 1/2d3 2K A D4 3K 1/2A 2d5 4K 1/2A D

8. Jawab : B(Gunakan rumus )

9. Tiga buah kapasitor rangkai seri sepertipada gambar, kemudian diberi muatan pada kapasitor C2 dengan tegangan 4 volt, maka tegangan pada C3 adalah …


OK

L

M N

297

LISTRIK DAN MAGNET

A. 24 volt B. 12 volt C. 4 volt D. 2 volt E. 1,5 volt

Jawab : D

10. Pada gambar dibawah ini, , , bila konstanta , maka besar dan arah kuat medan listrik di titik P adalah

A. 9x107 N/C ke Q1 B. 9x107 N/C ke Q2 C. 1,8x107 N/C ke Q1D. 1,8x107 N/C ke Q2E. nol

Jawab : E

, dan

11. Bila sebuah partikel bermuatan 4x10-19 C ditempatkan dalam medan listrik homogen yang kuat medannya 1,2x105 N/C, maka partikel tersebut akan mengalami gaya sebesar … NA. 4,8x10-14 B. 5,2x10-14 C. 3,0x10-23 D. 3,3x10-24 E. 4,8x10-24

Jawab : A


C1 C2 C3

F2 F3 F64volt

C1 C2 C3

F2 F3 F64volt

** PQ2

1cm2cm

Q1

** PQ2

1cm2cm

Q1

298

LISTRIK DAN MAGNET

12. Dua buah kapasitas kapasitor masing-masing dan dirangkai seri. Bila beda potensial ujung gabungan 10 volt. Maka perbandingan muatan kapasitor tersebut adalah … CA. 1 : 1 B. 1 : 2 C. 1 : 3 D. 2 : 1 E. 3 : 2 Jawab : A

13. Dua kapasitor masing-masing kapasitansi dan dipasang seri. Beda potensial antara ujung-ujung gabungan 10 volt. Besar muatan pada kapasitor

adalah … A. 1,2 B. 12 C. 21 D. 30 E. 50 Jawab : B

14. Dua titk A dan B berjarak ½ meter satu dengan yang lain, masing-masing bermuatan listrik qa=-4x10-6C dan qb=+9x10-6C. Titik C terletak 1 meter di kiri A dan segaris dengan A dan B, maka kuat medan listrik di C adalah … A. nol B. 1,6x105 C. 3,6x105 D. 7,2x105 E. 8,1x105 Jawab : A

15. Jarak dua muatan A dan B adalah 4 m. Titik C ada diantara kedua muatan berjarak 1 m dari A. Jika dan dan , maka besar kuat medan di titik C pengaruh kedua muatan adalah …A. 9x105 N/C C. 33x105 N/C E. 54x105 N/C


299

LISTRIK DAN MAGNET

B. 18x105 N/C D. 45x105 N/C Jawab : C

16. Perhatikan gambar di bawah ini. Bila dan konstanta perbanding an k=9x109 Nm2/C2, besar kuat medan dititik P adalah …N/C

A. 2,5x107 C. 5,5x107 E. 7,5x107

B. 5x107 D. 7x107 Jawab: E

17. Sebuah kapasitor diberi tegangan 100 volt. Energi yang tersimpan dalam kapasitor adalah …JA. 0,5x10-2 B. 2x10-2 C. 4x10-2 D. 6x10-2 E. 6,5x10-2 J Jawab : B

18. Dua buah muatan masing-masing 5C dan 4C berjarak 3 m satu sama lain. Jika diketahui k = 9x109 Nm2/C2, maka gaya Coulomb yang dialami kedua muatan adalah …NA. 2x109 B. 60x109 C. 2x1010 D. 6x1010 E. 20x1010 Jawab : C


Q2Q1 P 3cmQ1

6cm1

Q2Q1 P 3cmQ1

6cm1

300

LISTRIK DAN MAGNET

19. Perhatikan gambar dibawah ini. Setelah ujung A dan B dilepas dari sumber tegangan yang beda potensialnya 6V, maka besar muatan pada kapasitor

adalah …

A. B. C. D. E. Jawab : E

20. Energi yang tersimpan pada kapasitor keping sejajar . Jika kapasitas kapasitornya , maka beda potensial antar keping sejajar … VoltA. 20 B. C. 10 D. 5 E. 2 Jawab : A

21. Suatu muatan titik berada diudara. Kuat medan listrik disuatu titik yang berada pada jarak 6 cm dari muatan tersebut adalah …N/CA. 150 x 108 C. 1,5 x 106 E. 15 x 107 B. 1,5 x 107 D. 15 x 108 Jawab : E

22. Dua buah kapasitor masing-masing C1 = dan C2 = dirangkai seri seperti gambar. Kemudian dihubungkan dengan sumber tegangan 6 volt. Besar energi yang tersimpan dalam rangkaian tersebut adalah …J

A. 18x10-6 D. 1,8x10-5

B. 1,8x10-6 E. 18x10-5

C. 180x10-5 Jawab : E


F30 F15 F10

F30 F15 F10

C2C1

301

LISTRIK DAN MAGNET

23. Segitiga sama sisi ABC dengan panjang sisi 3 cm. Titik A dab B terdapat muatan listrik . Bila , maka kuat medan listrik di titik C …N/C A. B. C. D. E. Jawab : A

24. Dua muatan masing-masing 5C dan 4C berjarak 3 m satu sama lain. Jika diketahui k = 9 x 109Nm2/C2, maka gaya Coulomb yang dialami kedua muatan adalah …NA. 2x109 B. 60x109 C. 2x1010 D. 6x1010 E. 20 x1010 Jawab : C

25. Sebuah muatan titik berada diudara. Kuat medan listrik di suatu titik yang berada pada jarak 5 cm dari muatan tersebut adalah …N/CA. 0,18x109 B. 1,8x109 C. 18x109 D. 0,18x108 E. 1,8x108 Jawab : E

26. Dua buah kapasitor masing-masing dirangkai seperti pada gambar. Kemudian dihubungkan dengan tegangan 10 volt. Besar energi listrik yang tersimpan dalam rangkaian tersebut adalah …

A. 4x10-5 J C. 0,4x10-6 J E. 18x10-5 JB. 4x10-4 J D. 18x10-4 J


C2C1

302

LISTRIK DAN MAGNET

Jawab : B

27. Empat buah kapasitor terangkai seperti pada gambar di bawah ini :

Kapasitor gabungan yang memiliki nilai yang sama adalah …A. 1 dan 2 B. 1 dan 3 C. 2 dan 3 D. 2 dan 4 E. 3 dan 4 Jawab : C

28. Bila pada gambar dibawah ini, diketahui dan , maka arah dan nilai kuat medan listrik dititik P …N/C

A. 105 N menuju Q2 D. 109 N menuju Q2

B. 9.105 N menuju Q2 E. 9.109 N menuju Q2

C. 109 N menuju Q2

Jawab : C


2F

4F

8F

2F

(1)

2F

8F 8F2F

2F 2F

4F

4F

2F

2F

2F

2F

(4)

Q2Q1 P2m 1m

303

(2)

(3)

LISTRIK DAN MAGNET

29. Tiga buah kapasitas kapasitor masing-masing disusun seri kemudian diberi tegangan pada sebesar 6 volt. Maka pada muatan pada kapasitas kapasitor adalah …A. 3 B. 4 C. 8 D. 12 E. 24 Jawab :

30. Perhatikan gambar berikut di bawah ini, bila dan , Maka bear/kuat medan listrik dititik P adalah …

A. menuju Q1

B. menuju Q2

C. menuju Q1

D. menuju Q1

E. menuju Q2

Jawab : A

31. Titik A terletak dalam medan listrik. Kuat medan listrik di titik A 0,5 N/C. JIka dititik A diletakkan muatan listrik 0,25C amaka pada benda tersebut bekerja gaya Coulomb … NA. 0,125 B. 0,25 C. 0,35 D. 0,4 E. 0,7 Jawab : A

32. Empat buah kapasitor C yang identik dengan kapasitas masing-masing 4F pada rangkaian gambar berikut

Dari ketiga rangkain di samping yang memiliki kapasitas total 4F adalah


Q2Q1

P

3cm6cm

C

C

C C

C C

C C

(y) C C

C

304

(x)

C

(z)

LISTRIK DAN MAGNET

A. x saja B. s dan y C. y saja D. y dan z E. z saja Jawab : D (y dan z )

33. Sebutir debu bermuatan 4mC dan bermassa 10 mg dapat terapung bebas di dalam medan magnet listrik. Jika g=10m/s2, maka besarnya kuat medan listrik yang mempengaruhi muatan adalah …V/mA. 5 B. 10 C. 15 D. 20 E. 25 Jawab : E

34. Sebuah partikel alfa memiliki massa empat kali massa dan muatan dua kali yang dimiliki sebuah proton. Keduanya, partikel alfa dan proton, sedang bergerak dengan kecepatan sama memasuki daerah medan listrik homogen yang arah kuat medannya berlawanan arah gerak keduanya. Nilai perbandingan jarak tempuh partikel alfa dan jarak tempun proton keduanya berhenti adalah A. 1 : 4 B. 1 : 2 C. 1 : 2 D. 2 : 1 E. 4 : 1 Jawab : D

35. Kapasitas pengganti antara x dan y adalah …A. 5/6 B. 7/6 C. 8/3 D. 2 E. 1/2

Jawab : E


yx FC 12

FC 13 FC 11

305

LISTRIK DAN MAGNET

36. Kapasitas kapasitor keping sejajar dapat diperbesar degnan cara 1. Memperkecil jarak antar keeping2. Memperbesar luas penampang pelat3. Mengganti udara dengan bahan dielektrik sebagai penyekat dua pelah4. Merangkai beberapa kapasitor dengan susunan parallelPernyataan diatas yang benar adalah :A. 1,2 dan 3 B. 1 dan 3 C. 2 dan 4 D. 4 E. 1,2,3 dan 4 Jawab : C

37. Partikel bermuatan yang berada pada medan listrik homogen ternyata menghasilkan gaya coulomb sebesar 25N. Besar kuat medan listrik yang mempengaruhi muatan tersebut adalah …N/CA. B. C. D. E. Jawab : A

38. Tiga buah muatan 4q, Q dan q terletak pada sumbu x masing-masing posisi 0, x/2 dan x secara berurutan. Agar gaya Coulomb pada q sama dengan nol, maka muatan Q harus sama dengan …A. –q B. -2q C. -4q D. q/2 E. q/4 Jawab : A

39. Dua perikel A dab B masing-masing muatan listriknya dan terpisah dengan jarak 15 cm. Jika titik yang terletak diantara A dan B sedemikian sehingga kuat medan di titik C sama dengan nol, maka letak titik C dari A adalah …cmA. 2 B. 3 C. 4 D. 6 E. 9 Jawab : D


306

LISTRIK DAN MAGNET

40. Kuat medan listrik disuatu titik P yang ditimbulkan oleh sebuah mutan q di titik asal O.1. arahnya menjauhi q bila q positif, menuju q bila q negative2. Berbanding langsung dengan q3. Berbanding terbalik dengan kuadrat jarak OP4. Arahnya sama dengan gaya Coulomb pada muatan q’ di P bila q positif dan

berlawanan dengan gaya Coulomb tersebut bila q negativeJawab :

41. Resultan gaya F yang bekerja pada muatan q pada gambar adalah :

A.

B.

C. D. E.

Jawab : E


+Q

q

rr

L

+Q

q

rr

L

307

-Q

-Q

LISTRIK DAN MAGNET

42. Pada garis yang melalui titik A dab B terdapat suatu muatan titik. Jarak titik A dan B adalah b meter. Potensial A (Va) dikurangi potensial B(Vb) adalah –V volt (Va<Vb). Elektron (massa m kg dan muatan q C), dilepaskan di A, Maka electron 1. bergerak dengan lintasan lurus2. mendapat tambahan energi qV joule

3. Mempunyai besar kecepatan akhir

4. Mempunyai percepatan

Jawab : 1,2,3 dan 4 benar(1) Memiliki lintasan lurus (2) Dengan hukum kekekalan energi mekanik

(3) Kecepatan akhir

(4) kercepatan electron

43. Sebuah kapasitor mempunyai kapasitas bila terdapat udara diantara keping-kepingnya. bila diisi diantara keping-kepingnya ditempatkan lembaran porselen. Maka tetapan konstanta dielektrin porselen sama dengan A. 0,17 B. 6 C. 25 D. 35 E. 150 Jawab : B

44. Titik D ditengah-tengah antara titik A dan titik B yang masing-masing diberi

muatan +q coulomb. Tempat kedudukan kuat medan listrik yang bernilai nol adalah pada …A. Garis lurus melalui D dan tegak lurus ABB. Bola berpusat A dan berpusat B masing-masing berjari-jari ½ ABC. Bidang datar tegak lurus AB melalui DD. Ellips dengan pusat A dan BE. Titik D Jawab : E


308

LISTRIK DAN MAGNET

45. Sebuah kapasitor keeping yang ruang antaranya udara dan kapasitasnya C0

dihubungkan dengan sumber tegangan V. Apabila ruang antara kapasitor diisi dengan mika, maka besaran yang tidak berubaha adalah …A. Kapasitasnya C. Kuat medannya E. Tidak adaB. muatannya D. energinya Jawab : C

46. Pada sebuah keeping sejajar diudara mempunyai kapasitas c. Bila jarak kedua keeping diubah menjadi (1/2) kali semula dan kedua keeping dicelupkan ke dalam medium dengan konstana dielektrin 2, maka kapasitasnya menjadi …cA. (1/4) B. (1/2) C. 1 D. 2 E. 4 Jawab : E

47. Tiga buah kapasitor masing-masing 2F, 3F dan 6F dirangkai seri dan kemudian diperi sumber tegangan 6volt. Tegangan pada kapasitas 2F …voltA. 1 B. 2 C. 3 D. 4 E. 6

Jawab : E

48. Kapasitor C1 dan C2 dipasang parallel dimasing-masing kapsitor dan , jika tegangan ujung-ujung kapasitor 12volt, maka 1. kapasitor pengganti kedua kapasitor adalah 2. Muatan listrik C2 adalah 3. Energi yang tersimpan pada C1 adalah 1,44x10-4 J4. Energi yang tersimpan pada C2 adalah 5,76x10-4 JJawab : 1,2 dan 3 benar


309

LISTRIK DAN MAGNET

49. Tiga buah kapasitor kapasitasnya sama besar yaitu C. Ketiga kapasitor ini dipasang seperti pada gambar.

Maka kapasitas pengganti antara titik A dan B adalah … CA. 3 B. (1/3) C. 2 D. (2/3) E. (3/2)

Jawab : D

50. Muatan qA dan qB terletak di garis AB seperti pada gambar. Bila O adalah titik tengah AB dan R adalah letak titik yang kuat medannya nol, maka R tersebut adalah … ?

A. Ditengah-tengah AB (pada titik O)B. Diantara titik A dan OC. Diantara titik O dan B

D. Pada perpanjangan BA dimana RB= RAE. Pada perpanjangan AB dimana RA= RB

Jawab : E

51. Pada titik B dan D sebuah bujur sangkar ABCD masing-masing diletakkan sebuah partikel +q. agar kuat medan listrik di titik A nol. Maka di titik C harus diletakkan sebuah partikel bermuatan sebesar A. B. C. D. E. Jawab : D


A BC

C

C

+2q

-q

A B

O

310

LISTRIK DAN MAGNET

52. Proton yang bergerak dari keping A ke keping B seperti pada gambarmemperoleh kecepatan . Jika antara ke dua keping vakum d=1cm dan dan . Maka beda potensial keping sejajar tersebut adalah …VA. 50 B. 100 C. 200 D. 320 E. 400

Jawab : C

53. Sebuah kapasitor dengan kapasitas yang pernah dihubungkan untuk beberapa saat lamanya pada beda potensial 500volt. Kedua ujungnya dihubungkan dengan sebuahkapasitor lain dengan kapasitas yang tidak bermuatan. Energi yang tersimpan didalam kedua kapasitor adalah …JA. 0,25 B. 0,5 C. 1 D. 1,25 E. 1,5 Jawab : C

54. Bila kapasitor keeping sejajar diketahui bahwa nilai luas keeping, jarak antara keeping-keping, tetapan dielektrik diantara keeping-keping dan tebal keeping berturut-turut adalah a,b,c dan d, maka kapasitas kapasitor itu bertambah nilainya bila bertambah nilai : (1). a (2). b (3). c (4). d Jawab : 1 dan 3 benar

, maka :


+++++

-----

d

B

+

311

A

LISTRIK DAN MAGNET

55. Kapasitas kapasitor dapat diperbesar dengan cara-cara sebagai berikut :1. Ruang antar lempeng diisi minyak2. Luas lempengnya diperbesar3. Jarak kedua lempeng diperkecil4. Dengan pasangan parallel beberapa kapasitorJawab : 1,2,3 dan 4

( )

56. Kapasitor yang potensialnya 15volt dihubungkan parallel dengan kapasitor yang potensialnya 30 volt dengan menghubungkan ujung-ujung yang sama

tandanya. Potensial gabungan menjadi …VA. 12,5 B. 15 C. 22,5 D. 25 E. 45 Jawab : C

57. Manakah rangkaian kapasitor dibawah ini yang kapasitasnya totalnya 0,6C ?

Jawab : E

58. Kapasitas suatu kapasitor keeping sejajar menjadi lebih kecil apabila A. Luas permukaan keeping sejajar diperbesarB. Jarak antar antara kedua keepingnya diperbesar


C C C C

(A)

C C CC

CC

CC

E

C C

C C

(B)CC

C

C

C

(D)D

312

LISTRIK DAN MAGNET

C. Diisi dengan dielektrik yang konstantanya diperbesarD. Beda tegangan kedua keeping diperkecilE. Muatan setiap keeping dikurangiJawab : B


313

16. Listrik Statis

Documents